TW521132B - Constant pressure regulator - Google Patents

Description

521132 A7 ------- —__B7 五、發明説明（1 ) """~'一： 一 本發明係有關於一種縱使一次側（上游側）之流體壓 力變動而二次側（下游側）之流體壓力仍可保持-定之定 ㈣節器’更詳而言之，乃有關於一種主要適用於超純水 &路或各種化千藥液官路中之小型且可控制流體壓力呈穩 定狀態之定壓調節器。 ^ 背景技術 本發月人等先前已針對一種可解決定壓調節器内部因 零件接觸所致之生塵或因微小流量引致之壓力控制性能惡 化等問題之疋壓調節器申請專利，其内容係揭示於日本專 利公開公報特開2〇〇ΐ—14ι〇83號中。 其構造如第6圖所示，該定壓調節器係由下列元件構 成即·本體42 ’係具有第1閥室40與入口流路41者；蓋體 45，係具有第2閥室43與出口流路44者；第1膜片46，係固 定於第1閥室40之上部周緣者；第2膜片47，係藉由本體42 與蓋體45挾持者；套筒19,係與第1膜片46之中央部接合並 連結於第2膜片47之環狀接合部5〇上且呈於軸向上移動自 如狀態者，及’插塞52，係固定於第1閥室40之底部且於其 與套筒49下端部間形成一流體控制部51者；而，該定壓調 節器並構造成具有一由本體42之内周面與第1及第2膜片 46、47包圍之空氣室53，並設有一連通該空氣室53之空氣 供給口 54，且設定第2膜片47之受壓面積大於第1膜片46之 受壓面積。 然而，前述定壓調節器中，第2膜片47之材質若為適用 於腐蝕性流體之管路上，如聚四氟乙烯（以下稱PTFE )等 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-4- 521132 A7 ____ B7_ 五、發明説明（2 ) 易引起潛變者，將使第2膜片47之環狀突部55產生潛變且於 一段時間後導致第2閥室43之密封性能降低《另，若使用橡 膠彈性體，將因流體熱引致橡膠劣化，而仍使密封性能降 低。此外，由於插塞52係呈螺合於本體42上之構造，則一 旦於第1閥室40中引發長期之壓力變動或溫度之變化，將因 歪曲或變形而導致接合部之密封性能降低。 | 發明之揭示 本發明係有鑑於以上習知技術之問題點而形成者，其 目的即在於提供一種經過長時間後仍可保持閥室之密封性 能，並可使用於腐蝕性高之藥液管路且呈小型而可控制流 體壓力呈穩定狀態之定壓調節器。 為達成上述目的，則依據本發明提供一種定壓調節 器，係具有一本體，一蓋體、一挾於前述本體與蓋體間之 空氣室形成用環，及一上部與下部分別與前述蓋體及本體 接合之膜片；而，前述本體係設有：一接合部，係其上部 ^ 與前述膜片之下部接合者；一第1閥室，係具有一由底面中 央突出之圓柱狀插塞者；一入口流路，係與前述第丨閥室連 ” 通者；及，一通氣孔，係可連通於形成於前述膜片與本體 間之空氣室者；又，前述膜片係設有：一圓筒部，係於中 "央部與前述插塞形成流體控制部，並具有較該插塞之外徑 小之内徑者；一凸緣部，係設於前述圓筒部之上部者；一 第1膜部，係朝前述凸緣部之徑向延長設置且其周緣具有環 狀大邛者，一第2膜部，係於前述圓筒部之下端面朝徑向延 長A置者，及，一環狀接合部，係與前述第2膜部相連設置 本紙張尺度適用巾Hg雜準（as) A4規格（21QX297公爱) .......................裝----- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

•、可I :線丨 -5- 521132 A7 _____JB7_ 五、發明説明（3 ) 且與前述本體之接合部接合者；又，前述蓋體係設有：一 壞狀槽’係於下端面周緣部嵌合有前述膜片之環狀突部 者，一第2閥室’係位於前述環狀槽之内側且可容許前述膜 片上下移動者；及，一出口流路，係連通於前述第2閥室者； 又，前述空氣室形成用環係具有與前述第2閥室之内徑約略 相當之内徑，並挾於前述本體與蓋體間以密封前述空氣 室，該空氣室形成用環上面設有第丨凹部，其中嵌有一用以 承托别述膜片之環狀突部之密封圈，而該空氣室形成用環 下面則設有第2凹部，其中嵌有一用以密封空氣室之另一密 封圈。 依本發明之理想實施型態，則前述第1凹部係一形成於 空氣室形成用環上面之環狀槽，而第2凹部係一形成於空氣 室形成用環下面之環狀槽。 又，依本發明之另一實施型態，則於蓋體與本體之接 合部上設一内含空氣室形成用環之階部，且前述嵌有一密 封圈之第1凹部係一形成於空氣室形成用環之外側周面與 階部間之環狀切口部，而前述嵌有另一密封圈之第2凹部係 一形成於空氣室形成用環之外周面與階部間之環狀切口 部〇 進而，依本發明之理想實施型態，則前述膜片之材質 為 PTFE 〇 又’理想之實施型態為前述通氣孔至少設有2個。 另，本體、蓋體之材質係以PTFE或PFA等氟樹脂為 佳，但並非以此為限，亦可使用聚氣乙烯、聚丙烯等其他 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2〗〇><297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| -6- 521132 A7 ____B7__ 五、發明説明（4 ) 塑膠或金屬。此外，用以補強空氣室形成用環、本體之底 板若由強度、耐熱性之觀點言之，則宜使用聚丙烯，但同 樣並非以此為限，其他塑膠或金屬亦可使用。進而，膜片 之材質係以PTFE等氟樹脂為佳，但亦可使用橡膠及金屬而 不以此為限。 圖示之簡單說明 第1圖係本發明之定壓調節器之實施型態之縱截面圖。 第2圖所示者係第1圖中一次側壓力呈降低狀態時之縱 截面圖。 第3圖係本體之平面圖。 第4圖係膜片切半之透視圖。 第5圖係本發明之定壓調節器之另一實施型態之縱截 面圖。 第6圖係習知之定壓調節器之縱截面圖。 用以實施發明之最佳型態 參照圖示說明本發明之實施型態。 第1圖所示者係本發明之定壓調節器之縱載面圖。第2 圖所示者係本發明之定壓調節器中一次壓力呈降低狀態時 之縱截面圖。第3圖係第1圖中之本體之平面圖。第4圖係第 1圖中之膜片切半之透視圖。第5圖所示者係本發明之定壓 調節器之另一實施型態之縱截面圖。 圖中，1係PTFE製之本體，其内部具有第1闊室7，側 面設有一與第1閥室7連通之入口流路8，以及與空氣室9連 通之通氣孔10及11。第1閥室7之上部設有一與位於膜片4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（2K3X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •、^· :線 -7- 521132 A7 ____B7_ 五、發明説明（5 ) 下部之環狀接合部1 8接合之接合部5，此外，底面中央則突 出設置一圓柱狀之插塞6。另，通氣孔10及11係用以吸氣及 排氣者，但僅只一個亦足以達成作用，其數量並無特別限 制。本體1之平面形狀係如第3圖所示。 2係PTFE製之蓋體，其設有一下端面周緣部嵌合有膜 片4之環狀突部15之環狀槽19, 一位於該槽19之内側且可容 許膜片4上下移動之橫截面形狀呈圓形之第2閥室20,及， 一連通於第2閥室20之側面之出口流路21。 3係具有與第2閥室20之内徑約略相當之内徑之聚丙烯 製之空氣室形成用環，其上面設有一環狀槽23,其中嵌有 一由彈性體構成而用以承托膜片4之環狀突部15之密封圈 22，其下面則設有一環狀槽25，其中嵌有另一用以密封空 氣室9之密封圈24,且該空氣室形成用環係挾於本體與蓋體 間。 膜片4係PTFE製，並設有一中央具有較前述插塞6之外 徑小之内徑之圓筒部13，一設於該圓筒部13之上部之凸緣 部14，一朝該凸緣部14之徑向延長設置且其周緣具有環狀 突部15之第1膜部16,一於圓筒部13之下端面朝徑向延長設 置之第2膜部17,及，一與該第2膜部17相連設置且藉由〇 形密封環與前述本體1之接合部5螺合之環狀接合部18。圓 筒部13之下端部與設於前述第1闊室7中央部之插塞6之上 面間形成有一流體控制部12。環狀接合部18與本體丨之接合 部5之接合方法亦可使用其他接合方法，而非以螺合為限。 膜片4之環狀突部15係嵌合於蓋體2之環狀槽19中，並受密 本紙張尺度適用中國國家標準（OiS) A4規格（210X297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— •8- 521132 A7 - ---— —______B7_ 五、發明説明（6 ) 封圈22承托而按壓環狀槽19。另，膜片4之上表面之受壓面 積需設定為大於下表面之受壓面積，即第2膜部17之受壓面 積。 空氣室9係以膜片4與空氣室形成用環3包圍而形成 者。該空氣室9之内部係由前述通氣孔10導入經氣體用調節 器等調整壓力後之壓縮空氣或惰性氣體等，且，由通氣孔 11調節該等氣體微量排出並保持在一定壓力。又，若變更 空氣或氣體之壓力，則因定壓調節器之1次側流體壓力可保 持在與其相對應之值，因此藉由調整空氣或氣體之壓力， 即可將調節器之2次側壓力調整為希望之壓力。 26係聚丙烯製之補強用之底板，並藉由螺栓、螺帽（未 圖示）而與蓋體2、空氣室形成用環3及本體1挾持固定成一 體。例如於定壓調節器以PTFE或聚乙烯等強度低且容易引 起潛變之材質製成時，為防止以螺栓、螺帽挾持時本體變 形，或螺栓、螺帽於一段時間後產生鬆弛，則需以底板26 補強’以防變形或螺栓、螺帽鬆弛。於定壓調節器之材質 為非常強勤者所形成時，該底板2 6即非必定之設置。 由前述構造構成之本實施型態之定壓調節器之作動情 形如下。 第1圖之狀態中，第2膜部17係受到一由第1闊室7内部 之壓力’即定壓調節器上游側（1次側）壓力所致之朝上之 力，及一由空氣室9内部之壓力所致之朝下之力。此外，膜 片4之上面受到一由第2閥室20内部之壓力，即調節器下游 側（2次側）壓力所致之朝下之力，而與膜片4之上面相對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公釐） ......................裝..................tri,.........……線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9- 521132 A7

五、發明説明（7 ) 應之第1膜部16與凸緣部14則受到一由空氣室9内部之壓力 所致之朝上之力，藉由該等4股力量之平衡乃可決定與膜片 4 一體設置之圓筒部13之位置。 於第1圖之狀態中1次侧之壓力降低時，2次側之壓力及 流量亦暫時減少。因此，第2閥室20之壓力減少，且膜片4 之上面所受之力亦減少，但第1膜部16及凸緣部14所受之空 氣至9之内部壓力不變，故第1膜部Μ及凸緣部η所受之空 氣室9之内部壓力變大，並將圓筒部13朝上提升。又，由於 第1閥室7之壓力亦減少，且第2膜部丨7受自流體之力減少， 但空氣室9之壓力不變，故第2膜部17將拉低圓筒部13。此 時，由於第1膜部16及凸緣部14之面積遠大於第2膜部17之 面積’結果致使圓筒部13朝上提升（第2圖之狀態）。藉此， 流體控制部12之開口面積增加，且2次側之流體壓力瞬間增 至原先之壓力，而使空氣室9内部之壓力與流體壓力所致之 力再度保持平衡。通常，於本發明之定壓調節器之下游側 裝設有一未圖示之固定節流器或閥。若預先將固定節流器 或閥之下游側形成大氣開放，則固定節流器或閥前後之差 壓可經常保持一定，且使固定節流器或閥可常保流量係數 均衡之流量。 此外，於第2圖之狀態中1次側之壓力增加時，2次側之 壓力及流量亦暫時增加。因此，第2閥室20之壓力增加，並 將圓筒部13壓下。又，由於第1閥室7之壓力亦增加，故第2 膜部17向上推壓圓筒部13。同樣地，由於膜片4上面之面積 遠大於第2膜部17之面積，因而將圓筒部13壓下。藉此，流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2K)><297公釐） -10- 521132 A7 __B7_ 五、發明説明（8 ) 體控制部12之開口面積將減少（第1圖之狀態），且2次側 之流體壓力瞬間減至原先之壓力，而使空氣室9内部之壓力 與流體壓力所致之力再次保持平衡，且可保原先之流量。 縱使1次側壓力如上述般增減，膜片4之圓筒部丨3之位 • 置亦可瞬間變化，以使2次側之壓力常保一定，因此可穩定 保持設定之流量。 另，若改變空氣室9内部之壓力，則2次側壓力可保持 與其相對應之值，故設於下游側之固定節流器或閥無須改 變即可變更設定流量。 此外，到達前述第2閥室20之流體因其壓力之作用通過 膜片4之環狀突部15與環狀槽19之密封面而朝定壓調節器 外部流出，但由於環狀突部15可藉配置於空氣室形成用環 上面之環狀槽23中所嵌入之密封圈22而對蓋體2之環狀槽 19按壓，故可阻止流體朝定壓調節器外部流出。 然而，由於流體之壓力或溫度經長時間後產生變動， W 致使膜片4之環狀突部15或蓋體2之環狀槽19發生潛變或歪 曲’或’因流體溫度引發頻繁之變化而使挾持本鱧1、蓋體 2、空氣室形成用環3、底板26之螺栓產生鬆弛，以致用以 ’ 將膜片4之環狀突部15朝蓋體2之環狀槽19按壓之力減少。 • 本發明之定壓調節器中，環狀突部15乃藉由密封圈22 之彈性作用而按壓蓋體2之環狀槽19,因此不會減少使環狀 突部1 5對環狀槽19按壓之力，並可阻止流體朝定壓調節器 外部流出。 進而，縱使密封圈22因流體溫度影響而劣化，仍可藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） ------------------------裝.................訂.................線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -11- 521132 A7 ___ B7 五、發明説明（9 ) 由嵌於位在流體溫度難以傳達之空氣室形成用環3下部之 環狀槽25中之密封圈24之彈性作用，使膜片4之環狀突部J 5 按壓蓋體2之環狀槽19，故可阻止流體朝定壓調節器外部流 出。 第5圖所示者係本發明另一實施型態之縱截面圖。 圖中，本體1、膜片4、密封圈22、24、及底板26係同 於前述第1實施型態，故標示同一編號。 以下僅針對與第1圖之相異點加以說明。 30係蓋體，其設有：一階部32，係於下部内面含有空 氣室形成環31與密封圈22及24者；一環狀槽33，係設於階 部32之階形面上且嵌合有膜片4之環狀突部15者；第2閥室 34,係橫截面呈圓形且位於環狀槽33之内侧並可容許膜片4 上下移動者；及，出口流路35，係位於側面且連通於第2 閥室34者。 31係受本體1與蓋體30挾持之空氣室形成用環，並具有 與第2閥室34約略相同之内徑，且其上面外周側設有一嵌有 密封圈22之環狀切口部36，而下面外周側則設有一嵌有密 封圈24之環狀切口部37。前述環狀切口部36係設計呈使密 封圈22對階部32之内周面與環狀突部15按壓之狀態。再 者，前述環狀切口部37係設計呈使密封圈24對階部32、内周 面與本體1之上端面按壓之狀態，而，前述密封圈22、24 係與空氣室9之密封層一起作為膜片4之環狀突部15之襯層 使用。 由上述構造構成之第2實施型態之定壓調節器之作動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-12- 521132 8···入口流路 9.··空氣室 1〇、11…通氣孔 12…流體控制部 13···圓筒部 14···凸緣部 15…環狀突部 A7 B7 五、發明説明（10 ) 與第1實施型態相同，故省略說明，但前述第2閥室34之流 體縱使由蓋體30之環狀槽33與膜片4之環狀突部15之密封 面流出，由於該定壓調節器乃配置呈使密封圈22按壓蓋體 30之階部32内周面與膜片4之環狀突部15,故仍可防止流體 朝外部流出。 本發明之定壓調節器即構造成如以上說明之形態，藉 由該定壓調節器之使用將可得以下優異之效果。 (1) 由於以密封圈承托閥室之密封部分，並於溫度難 以傳達之位置再加以承托，故可長期確保密封性能。 (2) 由於第1閥室之插塞與本體以一體成形之狀態設 置，相較於習知者，則毫無流體由第1閥室朝外部泡漏之虞。 (3 )其具有小型之構造，並可控制流體壓力呈穩定之 狀態。 (4)由於接觸液體之構件可全部使用ptfe等耐藥品 性佳之材質，故此時極少有雜質溶解析出或藥液受污染之 情形。 【元件標號對照表】 1…本體 2…蓋體 3···空氣室形成用環 4…膜片 5…接合部 6…插塞 7···第1閥室 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） .......................裝..................tr..................線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 521132 A7 B7 五、發明説明（11 ) 16. .第1膜部 46·· .第1膜片 17. .第2膜部 47·· .第2膜片 18. .環狀接合部 49…套筒 19. .環狀槽 50...環狀接合部 20. .第2閥室 51...流體控制部 21. .出口流路 52… .插塞 22. .密封圈 53… .空氣室 23.. .環狀槽 54... .空氣供給口 24·. .密封圈 55… .環狀突部 25.. .環狀槽 26.. .底板 30·. .蓋體 31.· .空氣室形成用環 32.. .階部 33·· .環狀槽 34.. ，.第2閥室 35·· ..出口流路 36、 • 37…環狀切口部 40·· ..第1閥室 41·· ，.入口流路 42·· 本體 43·. ..第2閥室 44·. ..出口流路 45.. ..蓋體 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） -14-

Claims (1)

1. 521132 A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 一種定壓調節器’係具有一本體，一蓋體，一挾於前述 本體與蓋體間之空氣室形成用環，及—上部與下部分別 與前述蓋體及本體接合之膜片； 而，前述本體係設有： 一接合部，係其上部與前述膜片之下部接合者； -第1闊室，係具有-由底面中央突出之圓柱狀插塞 者； 一入口流路，係與前述第1閥室連通者；及 一通氣孔，係可連通於形成於前述膜片與本體間之 空氣室者； 又，前述膜片係設有： -圓筒部，係於中央部與前述插塞形成流體控制 部，並具有較該插塞之外徑小之内徑者； 一凸緣部，係設於前述圓筒部之上部者； 一第1膜部，係朝前述凸緣部之徑向延長設置且 緣具有環狀突部者； '° 一第2膜部，係於前述圓筒部之下端面朝徑向延長 置者；及 11 一環狀接合部，係與前述第2膜部相連設置且與前述 本體之接合部接合者； U 又’前述蓋體係設有： 之環 一環狀槽，係於下端面周緣部嵌合有前述膜片 狀突部者； 第2閥室，係位於前述環狀槽之内側且可容許前述 本紙張尺度適用中國國豕標準（哪）A4規格⑵公爱） •15- 521132 C8 -------- D8 _ 六、申請專利範圍 膜片上下移動者；及 一出口流路’係連通於前述第2閥室者； 又’刖述空氣室形成用環係具有與前述第2閥室之内 徑約略相當之内徑，並挾於前述本體與蓋體間以密封前 述空氣室，該空氣室形成用環上面設有第1凹部，其中嵌 有用以承托前述膜片之環狀突部之第1密封圈，而該空 氣室形成用環下面則設有第2凹部，其中喪有-用以密封 空氣室之第2密封圈。 2. 如申請專利範圍第！項之定壓調節器，其中該嵌有第蹭 封圈之第1凹部係一形成於空氣室形成用環上面之環狀 槽，而前述嵌有第2密封圈之第2凹部係一形成於空氣室 形成用環下面之環狀槽。 3. 如申請專利範圍第！項之定壓調節器，其中該蓋體與本 體之接合部上係設有一内含空氣室形成用環之階部，且 前述嵌有第1密封圈之第！凹部係一形成於空氣室形成 用環之外側周面與階部間之環狀切口部，而前述嵌有第 2密封圈之第2凹部係一形成於空氣室形成用環之外周 面與階部間之環狀切口部。 4·如申請專利範圍第〗項之定壓調節器，其中該膜片之材 質係聚四氟乙烯。 5.如申請專利範圍第丨項之定壓調節器，其中該通氣孔至 少設有2個。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

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